ساختار کلی کامپیوتر و ارتباطات کلی اجزا شامل ماوس، صفحه کلید، کیس، صفحه‌ی نمایش و ارتباطات آن‌ها از طریق انواع کابل‌ها در ‏شکل (۱-۱) آمده است.

• صفحه نمایش CRT: این نوع از صفحه‌نمایش‌ها که در گذشته استفاده می‌شدند، از لوله‌ای شبیه به بطری شیشه‌ای با سه تفنگ الکترونی برای شلیک الکترون‌ها به سمت صفحه‌ای پوشیده از فسفر که در شکل (۱-۲) آمده است استفاده می‌کنند و هر گروه سه‌تایی از نقاط فسفری (قرمز، سبز، آبی) یک پیکسل را تشکیل می‌دهند.

برای روشن نگه‌داشتن تصویر، الکترون‌ها باید پیوسته به این نقاط شلیک شوند. فناوری‌های مختلف CRT شامل Shadow-mask، Aperture-grill و Slot-mask هستند که هر کدام روش‌های مختلفی برای هدایت پرتوهای الکترونی و ایجاد تصویر دارند.

• صفحه‌نمایش LCD : ال‌سی‌دی‌ها به‌دلیل باریک‌تر، روشن‌تر و کم‌مصرف‌تر بودن نسبت به CRTها، کاربرد گسترده‌تری دارند. کریستال‌های مایع داخل این نمایشگرها با تغییر ولتاژ، موقعیت‌شان را تغییر می‌دهند و با عبور یا عدم عبور نور، تصویر را تشکیل می‌دهند. LCDها برای نمایش تصویر نیاز به منبع نور خارجی دارند و از نور فلورسنت برای تأمین این نور استفاده می‌شود. هر پیکسل LCD شامل سه زیر-پیکسل (سبز، آبی و قرمز) است و نیاز به یک IC و خازن دارد. به‌عنوان‌مثال، برای یک نمایشگر LCD با رزولوشن ۱۰۲۴×۷۶۸ پیکسل، ۲٬۹۶۳٬۵۹۲ خازن و IC به‌کار می‌رود. مشکلی که در این میان رخ می‌دهد این است که اگر تنها یکی از ترانزیستورها و یا خازن‌ها به‌صورت دقیق کار نکنند، قسمتی از صفحه از کار می‌افتد و تاریک می‌شود. با فراگیر شدن به‌کارگیری LCD در ابعاد بزرگ‌تر و پیکسل بیشتر، شانس داشتن ترانزیستورها و خازن‌های معیوب بیشتر می‌شود.

• صفحه‌نمایش LED: این صفحه‌نمایش‌ها شبیه LCDها کار می‌کنند، با این تفاوت که منبع نور آن‌ها به‌جای لامپ فلورسنت، ماتریسی از LEDهاست که این باعث می‌شود درصد هدررفت نور و مصرف، پایین‌تر بیاید. همچنین، در طول زمان، نوردهی موضعی به ذخیره‌سازی برق و خنک‌تر ماندن دستگاه صفحه‌نمایش کمک می‌کند.

• صفحه‌نمایش OLED: اولد یا همان Organic Light Emitting Diode، یک فناوری نمایشگر است که از مواد آلی برای تولید نور استفاده می‌کند. برخلاف LCD، هر پیکسل در OLED می‌تواند به‌صورت مستقل روشن و خاموش شود، بنابراین نیازی به نور پس‌زمینه ندارد. این ویژگی باعث ایجاد رنگ‌های بسیار عمیق‌تر، به‌ویژه سیاه، و کنتراست بالاتر می‌شود. صفحه‌نمایش‌های OLED باریک‌تر و انعطاف‌پذیرتر هستند و در مصرف انرژی نیز بهینه‌تر عمل می‌کنند. اما این فناوری ممکن است با مشکلاتی نظیر سوختگی پیکسل‌ها (burn-in) مواجه شود.

• صفحه‌نمایش AMOLED: امولد یا همان Active Matrix OLED، نسخه‌ای پیشرفته‌تر از OLED است که از یک ماتریس فعال برای کنترل روشنایی هر پیکسل به‌صورت جداگانه استفاده می‌کند. این فناوری نه‌تنها کیفیت تصویر بسیار بالایی را ارائه می‌دهد، بلکه پاسخگویی سریع‌تری دارد و برای نمایشگرهای لمسی ایده‌آل است. AMOLED نسبت به OLED مصرف انرژی بهینه‌تری دارد و معمولاً در دستگاه‌های قابل‌حمل مانند گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها به کار می‌رود.

TFT و IPS: هر دو فناوری TFT (Thin Film Transistor) و IPS (In-Plane Switching)، فناوری‌های مورد استفاده در نمایشگرهای LCD هستند. TFT یک نوع LCD با ماتریس فعال است که پاسخگویی سریع و کیفیت تصویر بهتری نسبت به LCDهای معمولی دارد، اما زاویه دید محدودی دارد. IPS نسخه پیشرفته‌تر TFT است که با بهبود زاویه دید و دقت رنگ‌ها، تصویر واضح‌تری از زوایای مختلف ارائه می‌دهد و این بهبود در شکل (۱-۳) مشاهده می‌شود. این ویژگی‌ها IPS را برای کاربردهایی که نیاز به نمایش دقیق رنگ‌ها دارند، مانند طراحی گرافیکی و عکاسی، مناسب‌تر می‌کند.

صفحه کلید: اکثر صفحه کلیدها در عمل از یک تکنولوژی استفاده می کنند. آنها از سوییچ ها و مدارهایی برای ترجمه کلیدهای فشار داده شده توسط کاربر به سیگنال هایی قابل فهم برای کامپیوتر استفاده می کنند. یک صفحه کلید مداری دارد که اطلاعات را به پردازشگر انتقال می دهد. جایگاه کلیدها با یک شبکه از مدارها در زیر کلیدها مشخص می شود. هر مدار در یک نقطه زیر هر کلید قطع شده است. وقتی کلیدی فشار داده می شود آن کلید یک سویچ را فشار می دهد که باعث کامل شدن مدار و جاری شدن جریان در آن مدار می شود. این کار باعث مقداری لرزش می شود. پردازنده ی صفحه کلید این لرزش را می فهمد. وقتی پردازنده یک مدار بسته را تشخیص می دهد جایگاه آن مدار در ماتریس کلیدها را با نقشه کاراکتری درون ROM خود مقایسه می کند و طبق این نقشه کاراکتر مورد نظر را چاپ می نماید.

در میان صفحه کلیدها انواع نوری نیز وجود دارد. در این نوع، دو سری رشته نوری، مانند تار و پود به صورت عمودی و افقی در زیر کلیدها تابیده می شود. هنگامی که کلیدی فشرده شود، نقطه ای را در مسیر نور افقی و در مسیر نور عمودی قطع می کند. از طریق دریافت مختصات این نقطه، مشخص می شود که کدام کلید فشرده شده است.

موشواره مکانیکی: درون این موشواره‌ها توپکی قرار دارد که به دو میله متصل است؛ یکی در راستای محور X و دیگری در راستای محور Y. حرکت‌ها در راستای محور X توسط میله‌ای که در این راستا قرار دارد و حرکت‌ها در راستای محور Y توسط میله‌ای که در راستای Y قرار دارد، ثبت شده و به سیگنال تبدیل می‌شود. این نوع موشواره‌ها به شکل دیگری نیز وجود دارند که در آن‌ها، به جای دو میله، از LED استفاده شده است. به‌صورتی که دو LED مولد اشعه مادون قرمز در یک طرف غلتک و سنسورها در طرف دیگر آن قرار دارند. هنگام حرکت غلتک، نور LEDها از میان شیارها عبور کرده و به سنسورها می‌رسد و دستگاه با استفاده از این اطلاعات، جهت حرکت و سرعت موشواره را تشخیص می‌دهد.

موشواره نوری: در موشواره‌های نوری از یک دوربین کوچک استفاده شده که در هر ثانیه ۱۷۷۷ عکس می‌گیرد. بسیاری از این موشواره‌ها از یک LED قرمز رنگ کوچک استفاده می‌کنند که نور را به سطح می‌تاباند. نور بازتابیده شده توسط دوربین دریافت می‌شود و از روی آن جهت و سرعت حرکت تعیین می‌گردد. موشواره‌های جدید به جای LED از لیزر استفاده می‌کنند که نسبت به انواع مجهز به LED، سرعت بیشتری دارد.

برد اصلی را شاید بتوان اصلی ترین بخش یک کامپیوتر در نظر گرفت که وظیفه آن ایجاد ارتباط الکتریکی و منطقی بین اجزای مختلف یک سیستم کامپیوتری است. برد اصلی به صورت یک تخته مدار الکتریکی است که اجزای اصلی کامپیوتر مثل RAM، CPU و … روی آن سوار می شوند. در واقع اجزای مختلفی که به شکلی در کارکردن کامپیوتر نقش دارند، یا به صورت مستقیم روی برد اصلی نصب می شوند یا از طریق اتصالات خاصی به آن متصل اند.

بر روی برد اصلی تعدادی خازن، ترانزیستور، مقاومت، دیود، IC و … توسط ورودی هایی برای نصب قطعات قرار می گیرد. چندین خط به رنگ های مختلف برای اتصال قطعات روی آن هستند که به آن گذرگاه می گویند، در واقع گذرگاه مداری است که قسمت های مختلف برد اصلی را به یکدیگر وصل می کند. برد اصلی شامل قسمت های مختلفی است که بعضی به طور مستقیم روی آن سوار می شوند. مثل، RAM، CPU، باتری سیستم و بعضی دیگر به طریق غیر مستقیم به آن اتصال دارند.

واحد پردازش مرکزی: CPU مجموعه گسترده و پیچیده ای از مدارهای الکترونیکی است که وظیفه‌ی اجرای دستورهای برنامه های ذخیره شده را به عهده دارد و به عنوان مغز رایانه معرفی می شود. واحد سنجش سرعت اجرایی یک CPU، MIPS که نشان دهنده ی تعداد میلیون دستور العمل قابل اجرا در ثانیه است.

واحد پردازش مرکزی از دو بخش واحد کنترل و واحد محاسبه و منطق تشکیل شده است.

• واحد کنترل : این بخش از مدارهای الکترونیکی تشکیل شده است که به وسیله ی آن ها، سیستم در جهت اجرای دستورات هدایت می شود. این واحد، خود دستورات را اجرا نمی کند بلکه دیگر اعضای سیستم را وادار به انجام آنها می کند به این منظور این واحد باید با حافظه ی کامپیوتر و واحد محاسبه و منطق ارتباط داشته باشد.
• واحد محاسبه و منطق : این واحد مجموعه ای از مدارهای الکترونیکی است و همان طور که از نامش بر آید مسئول اجرای دستورات محاسباتی و منطقی است. اعمال ساده ی محاسباتی قابل انجام به وسیله ALU شامل اعمال جمع و تفریق و ضرب و تقسیم می شوند و اعمال منطقی شامل OR ،NOR ،ANDو XOR هستند.

به طور کلی دو نوع حافظه داریم:

• «حافظه اصلی» که به آن «حافظه اولیه» یا «حافظه داخلی» نیز گفته می‌شود.
• «حافظه جانبی» که به آن «حافظه ثانویه» یا «حافظه کمکی» هم می‌گویند.

همه‌ی دستورالعمل‌ها و داده‌ها، برای اجرا و پردازش، ابتدا باید به حافظه اصلی رایانه منتقل شوند و نتایج پردازش نیز به این حافظه بازگردانده شوند. حافظه اصلی رایانه از جنس نیمه‌رسانا (الکترونیکی) ساخته شده و به همین دلیل، سرعت دسترسی به اطلاعات موجود در آن، در مقایسه با حافظه‌های جانبی که به صورت مکانیکی کار می‌کنند، مانند دیسک سخت، دیسک گردان، و لوح فشرده، بسیار بالاتر است. البته حافظه اصلی نسبت به حافظه جانبی قیمت بالاتری دارد. در مقابل، حافظه‌هایی که به پردازنده نزدیک‌تر هستند و از ظرفیت کمتری برخوردارند، مانند ثبات و حافظه نهان، با وجود قیمت بیشتر، از سرعت دسترسی بالاتری نیز برخوردارند.

در یک تقسیم‌بندی کلی، می‌توان انواع حافظه را در گروه‌های زیر تقسیم کرد:

• دیسک سخت (HDD)

دیسک‌های سخت (HDD) ابزارهای ذخیره‌سازی داده‌ها با استفاده از دیسک‌های مغناطیسی هستند. این دیسک‌ها درون یک محفظه‌ی محافظت‌شده قرار دارند و با استفاده از هدهای مغناطیسی، داده‌ها را خوانده و نوشته می‌کنند. هر دیسک مغناطیسی به صورت چند لایه روی هم قرار گرفته و به سرعت بالا می‌چرخد. هدهای متحرک می‌توانند به سرعت در طول سطح دیسک حرکت کنند تا به اطلاعات دسترسی پیدا کنند. HDDها ظرفیت بالایی دارند و می‌توانند داده‌ها را به صورت دائمی ذخیره کنند، حتی زمانی که برق قطع می‌شود.

• حافظه‌های حالت جامد (SSD)

حافظه‌های SSD (Solid State Drive) نسل جدیدی از حافظه‌های ذخیره‌سازی هستند که از فناوری فلش مموری برای ذخیره‌سازی داده‌ها استفاده می‌کنند. برخلاف HDDها، SSDها هیچ بخش متحرکی ندارند، که این باعث افزایش سرعت دسترسی به داده‌ها و کاهش خطر آسیب‌دیدگی فیزیکی می‌شود. SSDها به طور قابل توجهی سریع‌تر از HDDها هستند و برای سیستم‌عامل‌ها و برنامه‌هایی که نیاز به سرعت بالایی دارند، مناسب‌تر هستند. همچنین، مصرف انرژی کمتری دارند و نسبت به HDDها بی‌صداتر عمل می‌کنند.

• دیسک‌های نوری (CD ،DVD و Blu-ray)

دیسک‌های نوری از فناوری لیزر برای خواندن و نوشتن داده‌ها استفاده می‌کنند و شامل انواع مختلفی مانند CDها، DVDها و دیسک‌های بلوری (Blu-ray) هستند:

1. CD (Compact Disc)ها ظرفیت محدودی دارند (بین ۵۰۰ تا ۷۰۰ مگابایت) و عمدتاً برای ذخیره‌سازی موسیقی، نرم‌افزارهای کوچک و برخی داده‌های دیجیتال استفاده می‌شوند. به دلیل ظرفیت کم و محدودیت در تعداد دفعات نوشتن، CDها امروزه کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
2. DVD (Digital Versatile Disc)ها ظرفیت بیشتری نسبت به CDها دارند (تا ۴.۷ گیگابایت برای یک‌لایه و تا ۸.۵ گیگابایت برای دو‌لایه) و به‌ویژه برای ذخیره‌سازی فیلم‌های با کیفیت بالا، نرم‌افزارهای حجیم‌تر و داده‌های بزرگ‌تر مناسب هستند. DVDها نیز مانند CDها در انواع قابل نوشتن و بازنویسی موجود هستند.
3. دیسک‌های بلوری یا Blu-ray جدیدترین و پیشرفته‌ترین نوع دیسک‌های نوری هستند که از لیزر آبی با طول موج کوتاه‌تر استفاده می‌کنند. این دیسک‌ها می‌توانند ظرفیت‌های بسیار بیشتری داشته باشند، به‌طور معمول تا ۲۵ گیگابایت برای دیسک‌های یک‌لایه و تا ۵۰ گیگابایت برای دیسک‌های دو‌لایه. دیسک‌های بلوری برای ذخیره‌سازی فیلم‌های با کیفیت بسیار بالا (مانند 4K) و داده‌های حجیم مورد استفاده قرار می‌گیرند و به دلیل ظرفیت بالا همچنان در برخی از کاربردها محبوب هستند.

اگرچه دیسک‌های نوری هنوز در برخی از کاربردها استفاده می‌شوند، اما با ظهور حافظه‌های فلش و SSDها که سرعت و قابلیت اطمینان بیشتری دارند، استفاده از دیسک‌های نوری به‌تدریج کاهش یافته است.

• حافظه RAM

حافظه‌ی RAM (Random Access Memory) نوعی حافظه‌ی فرّار است که داده‌ها و دستورات موقتی مورد نیاز CPU را نگهداری می‌کند. RAM نقش مهمی در افزایش سرعت پردازش کامپیوتر دارد، زیرا به CPU اجازه می‌دهد تا به سرعت به داده‌های ذخیره‌شده دسترسی پیدا کند. اما با قطع برق، اطلاعات موجود در RAM از بین می‌رود.

• حافظه ROM

حافظه‌ی ROM (Read-Only Memory) نوعی حافظه‌ی غیرفرار است که داده‌ها و دستورات اولیه‌ی مورد نیاز برای راه‌اندازی سیستم را نگهداری می‌کند. اطلاعات ذخیره‌شده در ROM توسط سازنده‌ی دستگاه نوشته می‌شود و معمولاً تغییر نمی‌کند. این حافظه حتی در صورت قطع برق هم اطلاعات خود را حفظ می‌کند.

• حافظه Cache

حافظه Cache نوعی حافظه بسیار سریع و کوچک است که درون CPU یا نزدیک به آن قرار دارد. Cache داده‌هایی را که CPU به طور مکرر به آن‌ها نیاز دارد، ذخیره می‌کند تا زمان دسترسی به این داده‌ها به حداقل برسد. این حافظه به طور چشمگیری سرعت اجرای برنامه‌ها و دسترسی به داده‌ها را افزایش می‌دهد.

• فلش مموری‌ها و حافظه‌های USB

فلش مموری‌ها و حافظه‌های USB از حافظه‌های حالت جامد با اندازه کوچک‌تر استفاده می‌کنند و به دلیل قابلیت حمل، سرعت بالا، و ظرفیت‌های متنوع، جایگزین مناسبی برای دیسک‌های نوری شده‌اند. این نوع حافظه‌ها نیز مانند SSDها داده‌ها را بدون نیاز به برق دائمی نگه می‌دارند و به راحتی به دستگاه‌های مختلف متصل می‌شوند.

کارت شبکه از مهم ترین قسمت های یک شبکه ی کامپیوتری است که هر کامپیوتر در این شبکه چه سرور باشد، چه یک کامپیوتر معمولی باید یک کارت شبکه داشته باشد. به وسیله کارت شبکه، امکان ارتباط با شبکه های محلی یا شبکه های با پهنای باند بالا ایجاد می شود. کاربران معمولی که توسط کارت شبکه به شبکه های کامپیوتری متصل می شوند از این طریق می توانند به رد و بدل کردن اطلاعات و یا استفاده از سخت افزارهای دیگر بپردازند.

برقراری انتقال بین کامپیوتر و محیط انتقال از طریق کابل های مسی، فیبر نوری و …، از وظایف اصلی کارت شبکه است. یکی از وظایف کارت شبکه تبدیل داده‌ها است. داده‌ها در کامپیوتر به صورت موازی حرکت می کنند در حالی که در شبکه ی اطلاعات به صورت سریال و پشت سر هم حرکت می کنند. قطعه ای در کارت شبکه وجود دارد که داده را از حالت موازی به سری و یا بر عکس تبدیل می کند. کارت های شبکه معمولاً با سه نوع کابل اصلی به محیط انتقال وصل می شوند و به همین منظور سه نوع درگاه روی آن ها تعبیه شده است:

1. درگاه :BNC این درگاه دایره شکل است و برای شبکه های محلی با سرعت 10 Mb/s و با برد حدود دویست متر که با کابل های قطور به آن متصل می شود. این درگاه دارای قطر 5 mm است.
2. درگاه :DB9 این درگاه از نظر ظاهری شبیه درگاه سریال است. برای شبکه های حلقوی استفاده می شود.
3. درگاه :RJ45 این درگاه امروزه یکی از متداول ترین راه های ارتباط کامپیوترها با شبکه است. این درگاه شبیه سوکت تلفن است.

کارت گرافیک که به آن Graphics card، Display adaptor، Graphic accelerator card نیز می گویند، سخت افزاری است که کار آن ساخت و تولید تصاویر است. کارت گرافیک معمولاً به صورت یک کارت مستقل سخت افزاری است که وارد یکی از شیارهای برد اصلی می شود.

یک کارت گرافیک اجزایی چون واحد پردازنده گرافیکی ، حافظه، BIOS، خنک کننده و … دارد.

در علوم رایانه، به هر وسیله که توانایی نگهداری اطلاعات را داشته باشد، حافظه گویند. حافظه یکی از قسمتهای ضروری و اساسی یک رایانه به شمار می رود. همانطور که انسان برای نگهداری اطلاعات مورد نیاز خود علاوه بر حافظه‌ی درونی خویش از ابزارهای گوناگون دیگری همانند کاغذ، تخته سیاه، نوار ضبط صوت، نوار ویدیو و … استفاده می کند، رایانه هم می تواند از انواع گوناگون حافظه استفاده کند. به طور کلی دو نوع حافظه داریم:

1. «حافظه اصلی» که به آن «حافظه اولیه» یا «حافظه درونی» نیز گویند.
2. «حافظه جانبی» که به آن «حافظه ثانویه» یا «حافظه کمکی» نیز گویند.

حافظه اصلی: کلیه دستورالعمل ها و داده‌ها، برای این که مورد اجرا و پردازش قرار گیرند، نخست باید به حافظه اصلی رایانه منتقل گردند و نتایج پردازش نیز به آنجا فرستاده شود. حافظه اصلی رایانه از جنس نیمه رسانا (الکترونیکی) است و در نتیجه، سرعت دسترسی به اطلاعات موجود در آن ها در مقایسه با انواع حافظه جانبی که بصورت مکانیکی کار می‌کنند مانند دیسک سخت، دیسک گردان، و لوح فشرده بالاست و قیمت آن نیز گران تر است، اما در مقابل حافظه هایی، که به پردازنده نزدیک تر هستند و از ظرفیت کمتری برخوردارند مانند ثبات ، حافظه نهان گران تر و از سرعت دسترسی بالاتری بهره می برند.

وقتی کامپیوتر خود را روشن می کنید، BIOS چند کار را انجام می دهد. سلسله مراتب کارها معمولاً به ترتیب زیر است:

• چک کردن CMOS Setupبرای بررسی تنظیمات خاص
• Load کردن سیستم اعمال وقفه ها و درایورها (Device drivers)
• مقداردهی اولیه به ثبات ها
• مدیریت قدرت (برق)
• اجرای عملیات POST
• نمایش تنظیمات سیستم
• شناسایی اجزای bootable
• آغاز کردن سلسله مراتب لازم برای boot شدن سیستم

فرآیند بوت به مجموعه اتفاقاتی اطلاق می شود که به عنوان بخشی از فرآیند راه اندازی کامپیوتر اتفاق می افتند. پس از روشن کردن کامپیوتر، اولین چیزی که اجرا می شود، عملیات POST است.POST مجموعه ای از توابع ذخیره شده در ROMاست که قطعات مختلف کامپیوتر از قبیل RAM، هارددیسک و صفحه کلید را آزمایش می کند تا از صحت عملکرد آنها اطمینان یابد. اگر اشکالی در این مرحله یافت نشود، BIOS در درایو فلاپی و هارددیسک، دنبال سیستم عامل می گردد. شنیدن بوق های مختلف از جمله بوق سلامت یا کارت گرافیک از نشانه های این قسمت است.

BIOS: پایین ترین سطح نرم افزار در کامپیوتر می باشد که برای اجرای توابع و کارهایی جهت راه اندازی سخت افزار سیستم بکار می رود، همچنین BIOS به مراحل بوت کمک می کند.

MBR: قطعه برنامه ای است که در زمان بوت شدن کامپیوتر اجرا می شود. این برنامه در اولین سکتور هارد دیسک قرار دارد و به محض لود شدن با جستجو در Partition Table، پارتیشن Active را انتخاب می کند.

هر سیستم، مجموعه‌ای از اجزای مرتبط به هم است که برای رسیدن به هدفی خاص با یکدیگر همکاری می‌کنند تا در یک فرآیند سازمان‌دهی شده، ورودی دریافتی را به خروجی مطلوب تبدیل نمایند. سیستم‌های رایانه‌ای از دو بخش زیر تشکیل شده‌ا‌‌ند:

• سخت‌افزار: به کلیه‌ی اجزای فیزیکی قابل لمس و مشاهده در رایانه که شامل مدارهای الکتریکی و … است، سخت‌افزار گفته می‌شود.
• نرم‌افزار: به مجموعه‌ی برنامه‌ها و دستورالعمل‌هایی که به وسیله سخت‌افزار اجرا می‌شود، نرم‌افزار گفته می‌شود. نرم‌افزارها را می‌توان به دو دسته‌ی زیر تقسیم‌بندی کرد:
  1. نرم‌افزارهای سیستمی: این گروه از نرم‌افزارها، به طور مستقیم با سخت‌افزار ارتباط برقرار می‌کنند یا برای تولید برنامه‌های دیگر استفاده می‌شوند. سیستم‌عامل‌ها و مترجم‌ها را می‌توان نمونه‌هایی از نرم‌افزارهای سیستمی محسوب کرد. سیستم‌عامل یکی از مهم‌ترین نرم‌افزارهای سیستمی است که به محض شروع به کار رایانه اجرا می‌شود و به عنوان واسطی بین سخت‌افزار و برنامه‌های کاربردی عمل می‌کند. وظیفه‌ی اصلی سیستم‌ عامل تخصیص و باز پس‌گیری منابع به برنامه‌های مختلف است.
  2. نرم‌افزارهای کاربردی: نرم‌افزارهایی هستند که برای نیازهای خاص کاربران، مانند عملیات مالی و محاسباتی، اداری و غیره طراحی و پیاده‌سازی می‌شوند. برخی از نرم‌افزارها که امروزه در سازمان‌ها استفاده می‌شوند مانند سیستم‌های حقوق و دستمزد، دبیرخانه، نرم‌افزارهایی مانند MS-Word، MS-Excel و بازی‌های رایانه‌ای و … جزو این گروه محسوب می‌شوند.

طبقه‌بندی رایانه‌ها معمولاً بر اساس قدرت پردازشی آن‌ها صورت می‌گیرد. رایانه‌ها به طور کلی به چهار نوع مختلف تقسیم می‌شوند: ریز کنترل‌کننده‌ها، ریزرایانه‌ها، رایانه‌های بزرگ و ابررایانه‌ها.

• ریز کنترل‌کننده‌ها: رایانه‌های بسیار کوچک و تک منظوره‌ای هستند که در ساخت وسایلی مانند ماشین لباسشویی و تلفن‌های همراه به کار می‌روند. ریز کنترل‌کننده‌ها توسط دستورالعمل‌های خاصی برنامه‌ریزی می‌شوند.
• ریزرایانه‌ها: ریزرایانه‌ها یا رایانه‌های شخصی پرکاربردترین و متداول‌ترین نوع رایانه‌ها هستند و به طور گسترده در منازل، مدارس و هر نوع محیط کاری از آن‌ها استفاده می‌شوند.
• رایانه‌های بزرگ: این دسته از قدیمی‌ترین انواع رایانه‌ها هستند و نسبت به کاربردشان در اندازه‌های مختلف ساخته می‌شوند.
• ابررایانه‌ها: این رایانه‌ها سریع‌ترین و گران‌ترین نوع رایانه‌ها هستند و برای مصارف خاصی از قبیل پیش‌بینی وضع هوا، کاربردهای فضایی و نظامی به کار می‌روند.

در مجازی‌سازی، ماشینی مجازی ایجاد می‌شود که تمامی منابع سخت‌افزاری شامل پردازنده‌ها، حافظه، دیسک، I/O و ارتباطات شبکه را شبیه‌سازی می‌کند. با استفاده از مجازی‌سازی می‌توان منابع سخت‌افزاری فیزیکی را بین یک یا چند ماشین مجازی به اشتراک گذاشت. محیط ایجاد شده در مجازی‌سازی، برای اجرای برنامه باید مشابه با محیط سیستم واقعی باشد. اگر برنامه رفتار متفاوتی نشان دهد نمی‌توان آن را به عنوان محیط مجازی درنظر گرفت.

با استفاده از برنامه‌های موجود برای مجازی سازی همچون VMware Workstation، کاربران می‌توانند چندین ماشین مجازی یا VM را بر روی یک سیستم فیزیکی نصب و به طور همزمان از آن‌ها استفاده کنند. هر ماشین مجازی سیستم عامل خود را دارد و به طور مستقل اجرا می‌شود. به عنوان مثال کاربر می‌تواند سیستم‌های عامل ویندوز، لینوکس، BSD و MS-DOS را نصب و اجرا کند.